氮及其重要化合物專題訓(xùn)練及答案

1、- -氮及其重要化合物 專題訓(xùn)練及答案一、選擇題 (本題包括 7小題,每題 6分,共 42分)下列有關(guān)氮元素的單質(zhì)及其化合物的說法正確的是 ( )豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮氣, 屬于物理變化向裝有 Fe(NO3) 2溶液的試管中加入稀硫酸 ,在管口觀察到紅棕色氣體 , 原因是 HNO3分解生成了 NO2將蘸有濃氨水和濃硫酸的玻璃棒靠近 , 觀察到白煙雷雨天氣可以產(chǎn)生硝酸 , 不會給作物帶來危害【解析】 選 D。豆科植物通過根瘤菌將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為化合物, 屬于化學(xué)變化 ,A 錯誤 ; 發(fā)生 3Fe2+N錯誤！未找到引用源。+4H+3Fe3+NO+2H2O,NO遇空氣生成紅棕色 NO2,

2、B 錯誤;濃硫酸無揮發(fā)性 ,無法觀察到白煙 ,C 錯誤;雷雨天氣可 以產(chǎn)生硝酸 , 硝酸隨雨水下降與土壤中的礦物質(zhì)反應(yīng)生成硝酸鹽 , 給農(nóng)作物提供氮肥 ,D 正確?！炯庸逃?xùn)練】下列化學(xué)事實及其解釋都正確的是 ( )NO2與水反應(yīng) ,NO2作還原劑 , 水作氧化劑某溶液中含有大量的 N錯誤！未找到引用源。 , 該溶液中一定不存在大量的 Fe2+閃電時 , 空氣中的 N2 和 O2 可直接化合生成 NO2除去 NO中混有少量 NO2氣體時 , 可以用水洗滌后再干燥【解析】 選 D。NO2與水反應(yīng) ,NO2是還原劑也是氧化劑 ,A 錯誤;N 錯誤！未找到引用源。 和 Fe2+能共存,例如硝酸亞鐵溶

3、液,但在酸性條件下 ,N 錯誤！未找到引用源。 能氧化 Fe2+,B 錯誤;空氣中的 N2和 O2直接化合生成的是 NO,C錯誤。將混 有少量 NO2 的 NO氣體通過水洗滌后 , 因 NO2 與水反應(yīng)生成 NO,再干燥即可 ,D 正確。(2018 白城模擬 ) 某同學(xué)探究氨和銨鹽的性質(zhì) ,對相關(guān)實驗操作及現(xiàn)象描述正確的是( )室溫下測定等濃度氨水和 NaOH溶液的 pH,比較氨水和 NaOH溶液堿性強弱將氨水緩慢滴入 AlCl 3溶液中,研究 Al(OH) 3的兩性將蘸有濃氨水和濃硫酸的玻璃棒靠近 , 觀察到白煙加熱除去 NH4Cl 中的少量 NaHCO3解析】選A。氨水的主要成分 NH3H

4、2O是弱電解質(zhì),氫氧化鈉是強電解質(zhì) ,前者部分電離 ,后者完全電離 ,故通過室溫下測定等濃度氨水和 NaOH溶液的pH,可比較氨水和 NaOH堿性強弱,A正確;由于NH3H2O是弱堿,Al(OH) 3不能溶于氨水中故無法驗證 Al(OH) 3的酸性,B 錯誤;濃硫酸無揮發(fā)性 ,無法觀察到白煙 ,C錯誤;NH4Cl受熱也會分解 ,不可采用加熱法除 雜 ,D 錯誤。(2018 郴州模擬 )如圖所示 ,相同條件下 ,兩個容積相同的試管分別裝滿 NO2和 NO氣體,分別倒置于水槽中 ,然后通過 導(dǎo)管緩慢通入氧氣 ,邊通邊慢慢搖動試管 ,直到兩個試管內(nèi)充滿液體。 假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴散,則(1)

5、 和(2)兩個試管內(nèi)溶液物質(zhì)的量濃度之比為 ( )1 1B.4 3C.57D.75【解析】選A。設(shè)試管的體積為 1 L,水充滿整個試管 ,溶液的體積是 1 L,無論是 NO2還是NO都轉(zhuǎn)變成了 HNO3,根據(jù)氮元 素守恒 , 生成的 HNO3的物質(zhì)的量相等 , 即硝酸的物質(zhì)的量濃度相等。【加固訓(xùn)練】如圖所示 ,試管中盛裝的是紅棕色氣體 (可能是混合物 ), 當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r , 試管內(nèi)水面上升 ,但不能充滿 試管,當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后 ,可以觀察到試管內(nèi)水柱繼續(xù)上升 , 經(jīng)過多次重復(fù)后 , 試管內(nèi)完全被水充滿 , 原來試管中盛 裝的氣體是 ( )可能是 N2與 NO2 的混合氣體只能是

6、 O2與 NO2 的混合氣體可能是 NO與 NO2 的混合氣體只能是 NO2一種氣體【解析】 選 C。根據(jù)題意 3NO2+H2O 2HNO3+NO,2NO+O2 2NO2。將 反應(yīng)合并可得 4NO2+O2+2H2O 4HNO3。最后 試管充滿水的條件是 NO2或NO2和 NO混合或 NO2和 O2混合,答案為 C?！痉椒ㄒ?guī)律】氮氧化物溶于水的問題分析。無論是單一氣體 (NO2), 還是 NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體 , 反應(yīng)的實質(zhì)是 3NO2+H2O 2HNO3+NO,2NO+2O 2NO2, 故若有氣體剩余只能是 NO或 O2, 不可能是 NO2。若 NO和 O2通入水中 ,

7、總關(guān)系式為 4NO+3O2+2H2O 4HNO3。若 NO2和 O2通入水中 , 總關(guān)系式為4NO2+O2+2H2O 4HNO3。NOx與 NaOH溶液反應(yīng)問題分析。NO2 能被 NaOH溶液吸收生成 2 種鹽。NO不能被 NaOH溶液吸收。n(NO2) n(NO) 1 時能完全被 NaOH溶液吸收。氮氧化物與 O2、 H2O反應(yīng)的計算方法。電子守恒當(dāng) NOx轉(zhuǎn)化為硝酸時要失去電子 , 如果是 NOx與 O2混合, 則反應(yīng)中 O2得到的電子數(shù)與 NOx失去的電子數(shù)相等。 原子守恒法4NO2+O2和 4NO+3O2從組成上均相當(dāng)于 2N2O5的組成 , 都與 N2O5+H2O 2HNO3等效。當(dāng)

8、 NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時利 用混合氣體中 N、 O個數(shù)比進行分析判斷。(2018 晉中模擬 )SCR法(選擇性催化還原技術(shù) )是一種以 NH3作為還原劑 ,將煙氣中 NOx分解成無害的 N2和 H2O的干法 脫硝技術(shù) , 反應(yīng)原理為6NO+4NH3 5N2+6H2O;6NO2+8NH37N2+12H2O;NO+NO2+2NH32N2+3H2O,下列說法正確的是 ( )NO2為酸性氧化物氮氣性質(zhì)不活潑 , 其原因是氮元素的非金屬性很強反應(yīng)中每生成 22.4 L N 2,轉(zhuǎn)移電子數(shù) 1.5NAHNO3NONO2, 以上各步變化均能通過一步完成【解析】 選 D。NO2不是酸性氧化物 ,

9、A 錯誤 ;氮氣分子中存在鍵, 破壞時需要吸收很高的能量 ,所以氮氣性質(zhì)不活潑,B 錯誤;反應(yīng)每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況 22.4 L N 2,轉(zhuǎn)移電子數(shù) 3NA,C錯誤;HNO3NONO2,均能通過一步完成 ,D 正確。某實驗過程如圖所示 ,則圖試管中的現(xiàn)象是( )銅片溶解 , 產(chǎn)生無色氣體 ,該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色銅片溶解 , 產(chǎn)生無色氣體 ,該氣體遇到空氣不變色銅片溶解 , 放出紅棕色有刺激性氣味的氣體無明顯現(xiàn)象 , 因稀硫酸不與銅反應(yīng)【解析】 選 A。在試管的溶液中含有 N錯誤！未找到引用源。 , 加入稀硫酸 ,酸性條件下 N錯誤！未找到引用源。 與 銅反應(yīng)生成無色氣體 NO,NO遇到空氣變?yōu)榧t棕

10、色 ,A 正確。下列裝置能達到實驗?zāi)康牡氖?( )【解析】選A。實驗室用 A裝置制取氨氣 ,A正確;氨氣極易溶于水 ,該裝置能發(fā)生倒吸 ,B錯誤;NO與氧氣反應(yīng) ,不能用排 空氣法收集 NO,C錯誤;NO2和水反應(yīng) ,不能用排水法收集 NO2,D 錯誤。( 能力挑戰(zhàn)題 )某稀溶液中含 4 mol KNO3和 2.5 mol H 2SO4,向其中加入 1.5 mol 鐵,充分反應(yīng)后產(chǎn)生的 NO氣體在標(biāo)準(zhǔn) 狀況下的體積為 ( )A.36 L B.28 L C.22.4 L D.11.2 L【解析】 選 B。題中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe+N 錯誤！未找到引用源。 +4H+NO +Fe3+2H2O、

11、 2Fe3+Fe3Fe2+,由此可知 N錯誤！未找到引用源。 過量, 以 H+的物質(zhì)的量為基準(zhǔn)進行計算 ,可得 NO的物質(zhì)的量為 n(NO)=錯誤！未找到 引用源。 n(H+)=錯誤！未找到引用源。 n(H2SO4)=錯誤！未找到引用源。 2.5 mol=1.25 mol, 即標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 28L。二、非選擇題 (本題包括 3 小題, 共 58分)(18 分)(2018 汕頭模擬 ) 氮氧化物和硫氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一。消除氮氧化物有多種方法。NH 3催化還原氮氧化物 (SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖1所示 :由圖 1 可知 SCR技術(shù)中的氧

12、化劑為 。用 Fe作催化劑時 ,在氨氣足量的情況下 ,不同 c(NO2)/ c(NO)對應(yīng)的脫氮率如圖 2所示,脫氮效果最佳的 c(NO2)/ c(NO)= 。利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣 (含 NO、NO2)反應(yīng),既能凈化尾氣 ,又能獲得應(yīng)用廣泛的 Ca(NO2) 2,其部分工藝流程如下上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收 (尾氣從吸收塔底進入 ,石灰乳從吸收塔頂噴淋 ), 其目的是 ; 濾渣可循環(huán)使用,濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式 )。生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性 , 在酸性溶液中 Ca(NO2) 2會發(fā)生分解 , 產(chǎn)物之一是 NO,其反應(yīng)的離子方程式為【解析】 (1) 由圖 1知氮氧化物中的氮元素價態(tài)

13、降低 ,故 NO、NO2是氧化劑。由圖 2 知, 當(dāng) c(NO2)/ c(NO)=11時, 脫氮效果最佳。采用逆流吸收能使尾氣中的 NO、NO2被充分吸收 ; 石灰乳吸收 NO、 NO2后, 剩余的濾渣的主要成分是 Ca(OH)2; 在酸性溶液中 Ca(NO2) 2會發(fā)生分解。答案 :(1) NO、NO2 11使尾氣中的 NO、 NO2被充分吸收 Ca(OH) 23N錯誤！未找到引用源。 +2H+ N錯誤！未找到引用源。 +2NO +H2O(20 分)(2018 武威模擬 ) 氮元素形成的化合物種類十分豐富。請根據(jù)工業(yè)制硝酸的原理示意圖回答含氮化合物相關(guān) 的問題 :下列有關(guān) NH3的說法中 ,

14、 不正確的是 A. 工業(yè)合成 NH3需要在高溫高壓下進行NH3可用來生產(chǎn)碳銨和尿素等化肥NH3可用濃硫酸或無水氯化鈣干燥NH3受熱易分解 , 須置于冷暗處保存NH 3易溶于水 , 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 , 用充滿 NH3的燒瓶做噴泉實驗 , 水充滿整個燒瓶后所形成溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol L-1。氨氣燃燒的化學(xué)方程式為 HNO3是一種重要的化工原料 , 工廠生產(chǎn)出的濃硝酸可用鋁槽車或鐵槽車來運輸。在常溫下能使鋁、鐵鈍化, 說明濃硝酸具有很強的 性?！拔账蔽膊繒泻?NO、NO2等氮氧化物的尾氣排出 , 為消除它們對環(huán)境的破壞作用 , 通常用以下兩種方法處理 : 純堿溶液吸收法。純堿溶液與 NO2

15、 的反應(yīng)原理為Na2CO3+2NO2 NaNO3+CO2(請?zhí)顚懲瓿苫瘜W(xué)方程式 ) 。氨轉(zhuǎn)化法。已知 7 mol 氨恰好能將含 NO和NO2共6 mol 的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為 N2,則混合氣體中 NO和 NO2的物質(zhì)的 量之比為 , 若用通式 NOx 表示氧化物 , 則每摩爾氨可將 mol 的 NOx 轉(zhuǎn)化為 N2?！窘馕觥?(1) 工業(yè)合成 NH3的反應(yīng)條件是高溫、 高壓、催化劑,A 正確;NH3可與碳酸等反應(yīng)生成碳銨等 ,也可以與二氧化碳 反應(yīng)生成尿素 ,B 正確 ;NH3 可與硫酸或氯化鈣發(fā)生化合反應(yīng) ,C 不正確 ;NH3 不易分解 ,D 不正確。 (2) 水充滿整個燒瓶后所 形成溶液

16、的物質(zhì)的量濃度為 錯誤！未找到引用源。 mol L-1 0.045 mol L-1。(3) 氨氣燃燒的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。(4) 在常溫下能使鋁、鐵鈍化 ,說明濃硝酸具有很強的氧化性。 (5) 純堿溶液吸收法。純堿溶液與 NO2 的反應(yīng)原理為 Na2CO3+2NO2NaNO3+NaNO2+CO2。根據(jù)原子守恒定律可知答案為NaNO2。 7mol 氨失去 21 mol 電子, 根據(jù)題意和得失電子守恒可得 n(NO)+n(NO2)=6 mol,2 n(NO)+4n(NO2)=21 mol, 解得 n(NO)=1.5 mol, n(NO2)=4.5 mol, 則混合氣體中

17、NO和 NO2的物質(zhì)的量之比為 13, 若用通式 NOx 表示氧化 物,反應(yīng)過程中 NOx分子得到 2xe-,則每摩爾氨可將 錯誤！未找到引用源。 mol 的 NOx轉(zhuǎn)化為 N2。答案:(1) C 、D (2) 錯誤！未找到引用源。 (或 0.045)4NH3+5O24NO+6H2O氧化 (5) NaNO2 13 錯誤！未找到引用源。 【加固訓(xùn)練】某同學(xué)用下列裝置 (固定、加熱儀器和橡膠管略 ) 進行有關(guān)氨氣制取和銨鹽的實驗探究?；卮鹣铝袉栴} :若用裝置制取 NH3, 其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ; 若要測定生成的 NH3的體積 , 則必須選擇的裝置是 (填裝置序號 ), 裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)

18、是 。若用裝置制取并收集干燥的 NH3,燒瓶內(nèi)裝的試劑是 , 分液漏斗中裝的試劑是 , 收集裝置應(yīng)選擇( 填裝置序號 ) 。題中若用到裝置或 , 棉花往往用水或酸液浸濕 , 其作用是 。(NH 4) 2SO4是常用的化肥和化工原料 , 受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物?！静殚嗁Y料】 (NH4) 2SO4 在 260 和 400 時分解產(chǎn)物不同?！緦嶒炋骄俊?該小組擬選用下圖所示裝置進行實驗 ( 夾持和加熱裝置略 ) 。實驗:連接裝置 A-D-B, 檢查氣密性 ,按圖示重新加入試劑。通入 N2排盡空氣后 ,于 400 加熱裝置 A至(NH4) 2SO4完全分 解無殘留物 , 停止加熱、冷卻

19、 , 停止通入 N2。觀察到裝置 A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗, 該白色固體和 TOC o 1-5 h z 裝置 D內(nèi)溶液中有 S錯誤！未找到引用源。 ,無 S錯誤！未找到引用源。 。進一步研究發(fā)現(xiàn) ,氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。 檢驗裝置 D內(nèi)溶液中有 S錯誤！未找到引用源。 , 無 S錯誤！未找到引用源。 的實驗操作和現(xiàn)象是 。裝置 B 內(nèi)溶液吸收的氣體是 。(NH4)2SO4 在 400 分解的化學(xué)方程式是 ?！窘馕觥?1)裝置適用于固-固加熱制取氣體 ,制取NH3時試劑是 NH4Cl和Ca(OH)2。若測定 NH3的體積,必須用排液體法 , 而 NH3極易溶于水 ,故不能用排水

20、法 ,所用的液體必須不與 NH3反應(yīng), 也不溶解 NH3才行。(2) 裝置是固 -液反應(yīng) , 不需要加熱的裝置 , 制取 NH3時, 可用濃氨水和堿石灰作用。減少與 NH3的對流 ,吸收剩余的 NH3減少污染。取少量裝置 D中的溶液 ,可向其中加入足量稀鹽酸 , 然后再滴加 BaCl2溶液 ,只有刺激性氣味的氣體 (SO2)產(chǎn)生, 無沉 淀(BaSO4)產(chǎn)生。裝置 B中所盛鹽酸可吸收堿性氣體 , 故吸收的是 NH3。通過分析所給信息可知 (NH4) 2SO4受熱分解過程中 S錯誤！未找到引用源。 被還原,故 N錯誤！未找到引用源。 被氧化 , 而產(chǎn)物中無氮氧化物 , 故氧化產(chǎn)物為 N2, 因此

21、 (NH4) 2SO4 分解的化學(xué)方程式為3(NH4) 2SO43SO2+N2+4NH3 +6H2O。答案: (1)2NH 4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O 氨氣難溶于該試劑 , 且該試劑不易揮發(fā)(2)CaO( 或 NaOH或堿石灰 ) 濃氨水 減少與 NH3的對流 ,吸收剩余的 NH3減少污染取少量裝置 D內(nèi)溶液于試管中 , 滴加 BaCl2溶液 ,生成白色沉淀 ; 加入足量稀鹽酸后沉淀完全溶解 ,放出無色刺激性 氣體 (或其他合理答案 )NH3(或氨氣 )3(NH4) 2SO44NH3 +N2+3SO2 +6H2O, 探究 NO2、 NO與 Na2O2反應(yīng)的情況 ,

22、提出假設(shè)并(20 分)( 能力挑戰(zhàn)題 ) 某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)生根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律 進行相關(guān)實驗。.從理論上分析 Na2O2和 NO2都既有氧化性又有還原性 ,于是提出如下假設(shè) : 假設(shè) 1:Na2O2氧化 NO2; 假設(shè) 2:NO2氧化 Na2O2。甲同學(xué)設(shè)計如圖 1 裝置進行實驗 : TOC o 1-5 h z 試管 A 中反應(yīng)的離子方程式是 。待試管 B中充滿紅棕色氣體 ,關(guān)閉旋塞 a和 b;取下試管 B,向其中加入適量 Na2O2粉末 ,塞上塞子 ,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末 觀察到紅棕色氣體迅速消失 ; 再將帶火星的木條迅速伸進試管內(nèi) , 木條復(fù)燃。儀器 C兼有防倒吸的作用 ,儀器 C的名稱為 。結(jié)論 :甲同學(xué)認(rèn)為假設(shè) 2正確。乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)設(shè)計的實驗存在缺陷 ,為達到實驗?zāi)康?,在 A、 B之間應(yīng)增加一個裝置 ,該裝置的作用是 。乙同學(xué)用改進后的裝置 , 重復(fù)了甲同學(xué)的實驗操作 , 觀察到紅棕色氣體迅速消失 ; 帶火星的木條未復(fù)燃 得出結(jié)論 : 假設(shè) 1 正確。則 NO2 和 Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。. 該研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)還認(rèn)為 NO易與 O2發(fā)生反應(yīng) , 應(yīng)該更易被 Na2O2氧化。查閱資料 :2NO+N2aO2 2NaNO2;2NaNO2+2HCl2NaCl+NO2+